电动汽车用IGBT模块功率循环测试研究
发布时间：2022-10-19 17:25
IGBT模块是电动汽车中的核心部件之一,IGBT模块的寿命直接关系到电动汽车的寿命,因此检验IGBT模块的长期寿命成为了电动汽车必不可少的环节。由于设计要求,IGBT模块的使用寿命往往在20年以上,因此需要通过功率循环实验对IGBT模块进行功率加速老化实验,通过进行等效的功率循环实验条件加速老化实验,进而估计实际应用中IGBT模块的使用寿命。功率循环实验主要是针对IGBT模块的封装可靠性行进行实验,通过控制实验条件再现IGBT模块封装的主要两种失效方式:键合线失效和焊料层老化。实验的关键是控制结温的波动范围以及最高温度,得到不同条件下的实验寿命,从而得到IGBT模块的寿命。本文设计了一台可以容纳多种、多个IGBT模块的功率循环装置,同时功率循环中关键的热阻测试集成在装置中,减少了传统热阻测试方法造成的误差。硬件上搭建了控制系统、测试夹具、水冷散热系统、保护电路以及测量程序等等,保证了系统的稳定性以及测量精度。通过NI测量系统进行测量,增加了多种可控参数,可以满足各种实验参数的测量,整体系统保证了 0.5℃的水温偏差以及2mV的电压偏差,达到了较高精度的测量。利用该实验平台对3个电动汽车...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 IGBT模块功率循环实验及国内外研究现状
1.2.1 国内外功率循环测试
1.2.2 电动汽车用IGBT模块工况
1.2.3 未来发展趋势
1.3 本文的主要研究内容
第2章 IGBT模块功率循环测试原理
2.1 引言
2.2 IGBT模块的功率循环
2.2.1 基本测试电路
2.2.2 功率循环的关键量
2.2.3 IGBT模块功率循环实验的标准
2.2.4 IGBT模块功率循环实验的失效方式
2.3 功率循环实验关键量测量
2.3.1 瞬态热阻抗Z_(th)的测量
2.3.2 结温T_j的测量
2.3.3 热阻R_(th)的测量
2.4 本章小结
第3章 功率循环测试平台的搭建
3.1 引言
3.2 电动汽车用IGBT模块功率循环平台设计要求
3.3 IGBT模块功率循环平台的硬件搭建
3.3.1 IGBT模块功率循环主电路
3.3.2 IGBT模块功率循环驱动电路、保护电路和测量电路
3.3.3 IGBT模块功率循环水冷系统
3.3.4 IGBT模块功率布线设计
3.4 IGBT模块测试平台的软件实现
3.4.1 功率循环实验的关键点采集
3.4.2 功率循环实验的程序流程
3.4.3 功率循环失效判别标准
3.5 本章小结
第4章 IGBT模块的功率循环实验
4.1 引言
4.2 电动汽车用IGBT模块功率循环实验
4.2.1 静态参数测试
4.2.2 热校准测试
4.2.3 功率循环实验
4.3 本章小结
第5章 IGBT模块的失效机理研究
5.1 引言
5.2 IGBT模块的主要失效方式
5.3 电动汽车用IGBT模块的失效机理研究
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 论文结论
6.2 后续展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车IGBT的研究与应用[J]. 郭淑英,王征宇,罗海辉,张旭辉,吴义伯,覃荣震. 大功率变流技术. 2017(05)
[2]风电全功率变流器参数对可靠性的影响分析[J]. 杨珍贵,杜雄,孙鹏菊,周雒维. 电工技术学报. 2015(16)
[3]电动汽车电机控制器的发展[J]. 李云,朱世武,吴春冬,焦明亮,余军. 大功率变流技术. 2015(02)
[4]高温下的IGBT可靠性与在线评估[J]. 唐勇,汪波,陈明,刘宾礼. 电工技术学报. 2014(06)
[5]电动汽车电机控制器IGBT模块功耗和温度计算[J]. 彭金城,潘春良,何葵,储祖江. 电力电子技术. 2014(03)
[6]电动汽车用大功率IGBT模块封装技术[J]. 张朋,韩荣刚,金锐,于坤山,何维国,刘隽. 智能电网. 2014(01)
[7]高温功率循环下绝缘栅双极型晶体管失效特征及机理分析[J]. 陈明. 西安交通大学学报. 2014(04)
本文编号：3693796
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 IGBT模块功率循环实验及国内外研究现状
1.2.1 国内外功率循环测试
1.2.2 电动汽车用IGBT模块工况
1.2.3 未来发展趋势
1.3 本文的主要研究内容
第2章 IGBT模块功率循环测试原理
2.1 引言
2.2 IGBT模块的功率循环
2.2.1 基本测试电路
2.2.2 功率循环的关键量
2.2.3 IGBT模块功率循环实验的标准
2.2.4 IGBT模块功率循环实验的失效方式
2.3 功率循环实验关键量测量
2.3.1 瞬态热阻抗Z_(th)的测量
2.3.2 结温T_j的测量
2.3.3 热阻R_(th)的测量
2.4 本章小结
第3章 功率循环测试平台的搭建
3.1 引言
3.2 电动汽车用IGBT模块功率循环平台设计要求
3.3 IGBT模块功率循环平台的硬件搭建
3.3.1 IGBT模块功率循环主电路
3.3.2 IGBT模块功率循环驱动电路、保护电路和测量电路
3.3.3 IGBT模块功率循环水冷系统
3.3.4 IGBT模块功率布线设计
3.4 IGBT模块测试平台的软件实现
3.4.1 功率循环实验的关键点采集
3.4.2 功率循环实验的程序流程
3.4.3 功率循环失效判别标准
3.5 本章小结
第4章 IGBT模块的功率循环实验
4.1 引言
4.2 电动汽车用IGBT模块功率循环实验
4.2.1 静态参数测试
4.2.2 热校准测试
4.2.3 功率循环实验
4.3 本章小结
第5章 IGBT模块的失效机理研究
5.1 引言
5.2 IGBT模块的主要失效方式
5.3 电动汽车用IGBT模块的失效机理研究
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 论文结论
6.2 后续展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车IGBT的研究与应用[J]. 郭淑英,王征宇,罗海辉,张旭辉,吴义伯,覃荣震. 大功率变流技术. 2017(05)
[2]风电全功率变流器参数对可靠性的影响分析[J]. 杨珍贵,杜雄,孙鹏菊,周雒维. 电工技术学报. 2015(16)
[3]电动汽车电机控制器的发展[J]. 李云,朱世武,吴春冬,焦明亮,余军. 大功率变流技术. 2015(02)
[4]高温下的IGBT可靠性与在线评估[J]. 唐勇,汪波,陈明,刘宾礼. 电工技术学报. 2014(06)
[5]电动汽车电机控制器IGBT模块功耗和温度计算[J]. 彭金城,潘春良,何葵,储祖江. 电力电子技术. 2014(03)
[6]电动汽车用大功率IGBT模块封装技术[J]. 张朋,韩荣刚,金锐,于坤山,何维国,刘隽. 智能电网. 2014(01)
[7]高温功率循环下绝缘栅双极型晶体管失效特征及机理分析[J]. 陈明. 西安交通大学学报. 2014(04)
本文编号：3693796
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3693796.html
